結合知網和本刊官網的被引量、下載量等數據精選往期熱點文章以饗讀者。

1

鄭良, 苑明海, 裴鳳雀, 顧文斌. 智能制造車間數據采集和預處理方法研究[J]. 制造技術與機床, 2022(10): 85-90.

智能制造車間數據采集和預處理方法研究

鄭良 苑明海 裴鳳雀 顧文斌

（ 河海大學機電工程學院）

摘 要

為了解決智能制造車間中數據采集困難以及采集到的數據多、雜等問題，從數據采集出發，提出了一種針對智能制造車間的設備資源數據和物料資源數據的數據采集框架。隨后，結合采集數據的特點，提出了對應的數據清洗以及數據降維的方法，并在某企業制造車間對提出的方法進行了驗證。實驗證明，該數據預處理方法具有可行性和優越性。

基 金

江蘇省自然科學基金面上項目（BK20201162）

教育部人文社科規劃基金項目（21YJA630111）

2

蘇俊, 熊瑞平, 溫記明, 李云秋, 譚平. 基于改進粒子群算法的六自由度工業機器人軌跡規劃[J]. 制造技術與機床, 2022(10): 38-45.

基于改進粒子群算法的六自由度工業機器人軌跡規劃

蘇俊 熊瑞平 溫記明 李云秋 譚平

（ 四川大學機械工程學院）

摘 要

針對工件打磨工況，設計建立用于打磨的機器人運動學模型，規劃機器人運動學軌跡，通過改進粒子群算法優化軌跡曲線，減少機器人運行時間，提高機器人工作效率。首先建立打磨工業機器人空間運動學模型，計算目標點從笛卡爾空間轉換到關節空間的逆解，在關節空間中利用“三次-五次-三次”三段多項式曲線對所求逆解進行軌跡規劃，以軌跡運動時間最短作為優化目標。利用融合免疫操作的改進粒子群算法對軌跡曲線進行優化，將改進算法的優化結果與傳統粒子群算法進行對比；改進后的新算法改善了粒子群算法易陷入局部最優的問題，適應度結果更好，算法效果更佳。

基 金

四川省重點研發項目“智能涂裝產線關鍵技術的開發與集成”（2020YFG0119）；

四川省智能制造與機器人重大專項課題“工業機器人成套裝備研制與應用”（2019ZDZX0019）；

宜賓-四川大學戰略合作科技創新研發項目“基于六自由度工業機器人的智能打磨系統研發”（2020CDYB-11）

3

蔡超志, 白金鑫, 張仲杭, 池耀磊. 基于自適應小波降噪和Inception網絡的齒輪箱故障診斷[J]. 制造技術與機床, 2022(10): 21-28.

基于自適應小波降噪和Inception網絡

的齒輪箱故障診斷

蔡超志 白金鑫 張仲杭 池耀磊

（ 河北工程大學機械與裝備工程學院）

摘 要

齒輪箱是傳動系統中的重要部件，其故障率發生較高且難以直接識別故障情況。針對齒輪箱故障振動信號常含有大量噪聲以及難以提取出準確、全面的故障特征的問題，提出一種基于自適應小波降噪和Inception網絡的齒輪箱故障診斷方法。首先對采集的振動信號進行自適應小波降噪，然后將降噪后的信號輸入Inception網絡進行故障特征提取與分類。Inception模塊具有多尺度抽象特征提取性能，能夠從信號中提取全面的故障特征信息，包括齒輪箱微弱故障信號。研究表明該方法在信噪比SNR為?4 dB的環境下故障識別準確率仍達到92.65%，并且在?4 dB的環境下經過降噪處理的信號再輸入Inception網絡進行故障識別比直接將信號輸入Inception網絡進行故障識別準確率高6%。因此利用本研究提出的方法，對齒輪箱進行實時監測，及時發現安全隱患，對保證齒輪箱穩定運行防止財產損失具有重大意義。

基 金

河北省自然科學基金（E2020402060）

4

竇文娟, 龔偉, 王小平, 吳曾萍, 李本旺, 黃云峰. 工業機器人伺服傳動系統對整機性能影響研究[J]. 制造技術與機床, 2022(10): 46-53.

工業機器人伺服傳動系統對整機性能影響研究

竇文娟① 龔偉② 王小平③

吳曾萍③ 李本旺③ 黃云峰④

（ ①中國汽車工程研究院股份有限公司；

②成都飛機工業(集團)有限責任公司；

③重慶凱瑞機器人技術有限公司；

④重慶大學機械傳動國家重點實驗室）

摘 要

為研究精密減速器、伺服電機作為核心零部件應用在工業機器人上對整機性能的影響，提出基于伺服-精密傳動系統的機電耦合分析、測試及評價方法。以永磁同步電機為研究對象建立伺服系統矢量控制數學模型及雙閉環電機矢量控制算法模型。對伺服傳動系統運行品質模型仿真，建立運行品質參數與整機關鍵性能指標之間的映射關系。根據傳動系統及核心零部件靜動態特性參數，分別建立減速器和伺服系統性能退化模型，并通過加速壽命試驗對參數準確度進行評估。結果表明，減速器主要通過啟動轉矩、扭轉剛度等5項參數，伺服系統主要通過伺服軸定位誤差、跟隨誤差等7項參數反映對整機性能的影響。

基 金

國家重點研發計劃（2017YFB1301400）；

重慶市技術創新與技術發展專項（cstc2020jscx-gksbX0005）

5

丁少虎, 張瑞晨, 楊稱稱, 張森. 基于聲音融合特征與OCSVM的機床故障分類診斷[J]. 制造技術與機床, 2022(10): 13-20.

基于聲音融合特征與OCSVM的機床故障分類診斷

丁少虎① 張瑞晨② 楊稱稱② 張森②

（①北方民族大學機電工程學院；

②北方民族大學電氣信息工程學院）

摘 要

針對數控機床工作中診斷維護困難的問題，提出一種利用聲音融合特征搭配一類支持向量機(OCSVM)的故障診斷和SVM故障分類的方法。首先采集不同工作狀態下的數控機床運行音頻數據，采用梅爾頻率倒譜系數(MFCC)和線性預測倒譜系數(LPCC)方法對數據進行多維特征提取，通過PCA降維歸一化后融合特征，最后將處理好的特征進行OCSVM檢測是否存在故障，并且識別故障類別。研究采集了數控機床正常工作和9類異常故障音作為數據集開展分析。通過實驗證明，基于聲音特征融合與OCSVM可以實現對數控機床故障的準確診斷，診斷準確率能達到96.1%，通過SVM能對數控機床故障精準分類，分類準確率能達到93.3%。

基 金

國家自然科學基金資助項目（11764002）；

寧夏自然科學基金資助項目（2022AAC03252）

6

張瑞濤, 李增強, 袁梓馨, 劉長在, 孫濤. 超精密錐形液體靜壓轉臺節流器孔徑和軸承間隙對其剛度影響的研究[J]. 制造技術與機床, 2022(10): 119-126.

超精密錐形液體靜壓轉臺節流器孔徑

和軸承間隙對其剛度影響的研究

張瑞濤① 李增強① 袁梓馨② 劉長在① 孫濤①

（①哈爾濱工業大學機電工程學院

②長光衛星技術股份有限公司）

摘 要

液體靜壓轉臺因為其高剛度、高精度等優良性能在超精密機床中得到了廣泛應用，其節流器孔徑和軸承間隙參數的選擇是其性能提升的關鍵因素。為了進一步研究兩種參數對轉臺剛度的影響，設計了一種可以改變這些參數的小孔節流錐形液體靜壓轉臺，使用流體仿真的方法對其剛度進行計算研究并開展了驗證實驗。首先，介紹了錐形液體靜壓轉臺的結構形式，并對轉臺的性能進行了理論計算和分析；接著，在Fluent軟件中仿真計算并總結了節流器孔徑和軸承間隙對液體靜壓轉臺剛度的影響規律；最后，制備了液體靜壓轉臺實物，測量了其軸向和徑向剛度，與仿真計算得到的結果在變化趨勢上具有良好的一致性，證明了仿真模型的可靠性，對于液體靜壓轉臺的設計與剛度提升具有重要意義。

基 金

7

王瑛杰, 藍益鵬. 可控勵磁直線同步電動機的自適應神經模糊控制的研究[J]. 制造技術與機床, 2022(10): 146-151.

可控勵磁直線同步電動機的自適應神經

模糊控制的研究

王瑛杰 藍益鵬,

（ 沈陽工業大學電氣工程學院）

摘 要

由于可控勵磁直線同步電動機(controllable excitation linear synchronous motor, CELSM)運行中存在不確定性擾動的問題，設計了一種基于自適應神經模糊推理(adaptive neuro-fuzzy inference system,ANFIS)的控制系統。根據CELSM的特定結構和運行原理，推導電壓方程、電磁推力方程以及運動方程的數學模型；由于CELSM的數學模型具有擾動的不確定性，采用模糊控制有很強的針對性，而傳統模糊控制隸屬度函數和控制規則難以自動調整，自適應神經模糊控制器能夠根據所選誤差函數利用樣本集采用混合學習算法訓練模糊推理系統(fuzzy inference system, FIS)，在線調整隸屬度函數參數，以及實現模糊規則的自動獲取；利用MATLAB軟件建模仿真，與RBF神經網絡控制、PI控制對比，結果表明ANFIS控制穩定性好，精度高，系統響應速度快，抗干擾能力強且具有很強的自適應性。

基 金

國家自然科學基金資助項目（51575363）

8

毛曉博, 史建猛, 雷聲, 毛寬民. 機床結構對流換熱系數的參數化建模方法[J]. 制造技術與機床, 2022(10): 177-182.

機床結構對流換熱系數的參數化建模方法

毛曉博① 史建猛① 雷聲② 毛寬民③

（ ①中航西安飛機工業集團股份有限公司；

②中南民族大學計算機科學學院；

③華中科技大學機械科學與工程學院）

摘 要

熱態特性分析是研究控制數控機床熱誤差的主要研究方法之一，而對熱分析結果有很大影響的對流換熱系數計算卻是一個難點問題。在量綱分析的基礎上，結合實驗數據與多元線性回歸分析，提出一種考慮環境溫度與溫差變化的機床結構對流換熱系數的參數化計算方法，提高了對流換熱系數和機床熱分析計算的準確性與效率。以某機床滾珠絲杠進給系統為例，通過仿真計算與實驗對所提方法的有效性進行了驗證。

基 金

國家自然科學基金青年項目（52105135）；

湖北省自然科學基金（2020CFB174）

9

胡敏, 洪榮晶, 孫小敏, 張建坤, 林曉川. 基于球頭刀具的螺旋錐齒輪齒廓倒棱軌跡規劃[J]. 制造技術與機床, 2022(10): 65-70.

基于球頭刀具的螺旋錐齒輪齒廓倒棱軌跡規劃

胡敏① 洪榮晶① 孫小敏② 張建坤① 林曉川①

（ ①南京工業大學機械與動力工程學院；

②南京工大數控科技有限公司）

摘 要

為解決螺旋錐齒輪在五軸數控機床上因額外的兩個旋轉軸而造成軌跡復雜、人工倒棱效率低且無法保證加工質量的問題，針對螺旋錐齒輪齒廓倒棱軌跡規劃進行了研究。首先計算出螺旋錐齒輪齒廓線方程，在驗證方程的準確性后獲取齒廓線的目標離散點。其次，根據坐標轉換原理計算出坐標變換矩陣，并依據球頭刀的倒棱位姿計算出刀軸矢量。然后，對獲得的刀具軌跡進行MATLAB和VERICUT倒棱仿真，分析不同加工深度下的倒棱結果。最后得出五軸數控機床下的倒棱軌跡，切削仿真結果表明加工表面相對均勻，能夠實現齒廓在數控機床上的倒棱，替代人工倒棱并提高加工效率。

基 金

國家自然科學基金（51635003）

10

陳勇將, 湯文成, 袁闖范, 孫景凱. 考慮非均勻載荷分布的滾珠絲杠靜接觸剛度建模方法研究[J]. 制造技術與機床, 2022(10): 71-79.

考慮非均勻載荷分布的滾珠絲杠

靜接觸剛度建模方法研究

陳勇將① 湯文成② 袁闖范① 孫景凱①

（ ①常州工學院航空與機械工程學院；

②東南大學機械工程學院）

摘 要

以雙螺母墊片預緊式滾珠絲杠為研究對象，建立了可考慮非均勻載荷分布的雙螺母墊片預緊式滾珠絲杠靜接觸剛度模型，并通過實驗驗證了模型的有效性。建立的模型可基于絲杠或螺母滾道為分析對象，著重分析了不同軸向載荷作用方向和大小對所有相位角處滾珠與滾道間接觸角和法向接觸力不均勻性的影響，以及接觸角和法向接觸力的分布不均勻性對軸向靜接觸剛度的影響，并獲得以下結論：主要受接觸角分布不均勻性的影響，以絲杠滾道為分析對象、軸向載荷負向時的軸向靜接觸剛度值較大；主要受法向接觸力分布不均勻性的影響，隨著軸向載荷的增大，不考慮載荷非均勻性模型獲得的軸向靜接觸剛度值會逐漸偏離考慮載荷非均勻性模型獲得的軸向靜接觸剛度值。

基 金

中國博士后科學基金面上項目資助（2019M651965）

聲明：